package datastructure.heap;

import datastructure.array.Array;

//堆中对于任意一个节点 ---都有当前节点大于左右孩子节点的值。
public class MaxHeap<E extends Comparable<E>> {
    Array<E> data;

    public MaxHeap() {
        data = new Array<>();
    }

    public MaxHeap(int capacity) {
        data = new Array<>(capacity);
    }

    public MaxHeap(E[] arr) {
        // 创建了data
        data = new Array<>(arr);
        // 将data中数据格式化成堆性质数据.使其节点值不大于父节点的值.
        // 从最后一个父节点开始下沉,如果比叶子节点值小就下沉
        for (int i = parent(arr.length - 1); i >= 0; i--) {
            siftDown(i);
        }
    }

    public int getSize() {
        return data.getSize();
    }

    public boolean isEmpty() {
        return data.isEmpty();
    }

    // 获取一个完全二叉树的节点的父节点位置
    public int parent(int k) {
        if (k == 0)
            throw new IllegalArgumentException("该节点是跟节点");
        return (k - 1) / 2;
    }

    // 获取左右孩子
    public int leftChild(int index) {
        return index * 2 + 1;
    }

    public int rightChild(int index) {
        return index * 2 + 2;
    }

    // 添加元素
    public void add(E e) {
        // 将元素添加到数组的最后一个位置
        data.addLast(e);
        // 维护完全二叉树,使其满足堆的性质
        siftUp(data.getSize() - 1);// 参数应该是上浮元素索引

    }

    // 终止条件,父节点值比叶子节点值大
    private void siftUp(int k) {
        while (k > 0 && data.get(parent(k)).compareTo(data.get(k)) < 0) {
            // 节点比父节点的值大,交换两个数
            data.swap(k, parent(k));
            // 将k赋值为父节点的索引位置
            k = parent(k);
        }
    }

    // 查看元素
    public E peekMaxHeap() {
        if (data.getSize() == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("为空");
        }
        return data.get(0);
    }

    // 获取元素 从堆中删除最大值，也就是堆顶元素
    public E extractMax() {
        E ret = peekMaxHeap();
        // 这里需要删除元素
        // 交换数组首元素和未元素的值
        data.swap(0, data.getSize() - 1);
        // 将未元素删除
        data.removeLast();

        // 维护堆,使其满足节点元素值不大于父节点元素值.
        siftDown(0);
        return ret;
    }

    private void siftDown(int i) {
        while (leftChild(i) < data.getSize()) {
            int temp = leftChild(i);
            // 若果有右子树
            if (temp + 1 < data.getSize() && data.get(temp).compareTo(data.get(temp + 1)) < 0) {
                //此时为左右子树中最大元素索引
                temp++;
            }
            // 如果他比他的左右孩子中最大的一个都大,就退出循环.
            if (data.get(i).compareTo(data.get(temp)) > 0) {
                break;
            }
            data.swap(i, temp);
            i = temp;
        }
    }

    // 取出最大元素,并用e替换
    public E replace(E e) {
        E ret = peekMaxHeap();
        data.set(0, e);
        siftDown(0);
        return ret;
    }

}
